CN220367858U - 分断单元及包括分断单元的接触器 - Google Patents

Abstract

本公开提出一种分断单元，包括静触头、从动触头支架在第一方向上延伸的动触头，动触头在垂直于所述第一方向的第二方向上运动。还包括互相平行地间隔排列的灭弧栅片、第一永磁体、第二永磁体以及第三永磁体。第一永磁体呈板状并且在垂直于第二方向的平面上延伸，第一永磁体的N极与S极布置在第一永磁体的第三方向上的两端，第三方向垂直于第一方向和第二方向；第二永磁体和第三永磁体分别位于动触头两侧，第二永磁体的S极与第三永磁体的N极在第三方向上相对。第一永磁体的S极与第二永磁体在第三方向上位于动触头的同侧，第一永磁体的N极与第三永磁体在第三方向上位于动触头的同侧，以使得电弧被推向并穿过所述多块灭弧栅片的延伸面。

Description

分断单元及包括分断单元的接触器

技术领域

本公开涉及电气领域，具体涉及一种具有直流灭弧系统的分断单元。

背景技术

接触器的主要结构包括动触头和静触头，接触器能够驱动动触头与静触头分离，此过程中，动触头与静触头之间的电压会击穿空气从而产生电弧，为了避免电弧对接触器造成损害，一般在接触器内设置有灭弧装置。

现有技术中主流的灭弧装置包括多个灭弧栅片，当接触器分断时，电流产生的感应磁场能够使电弧在电磁力的作用下向灭弧栅片移动，灭弧栅片对电弧进行切割并使之逐步消散。然而直流接触器与交流接触器的灭弧难度存在较大差异，交流电路中，由于电流天然的存在过零点，因此接触器断开后，电弧能够很快消散，但在直流电路中，由于没有过零点，因此电弧往往会存在较长时间，因此灭弧较困难。现有技术中为了灭弧效果会设置较多的灭弧栅片，这增加了接触器的体积。

基于此，本领域技术人员迫切期望研发一种针对直流电路具有良好分断效果、结构紧凑且体积较小的接触器，以克服现有技术存在的缺陷。

实用新型内容

本公开的目的是至少解决现有技术中存在的缺点，提出了1.一种分断单元，用于直流电路，其特征在于，包括静触头，静止地安装在分断单元中；动触头，从动触头支架在第一方向上延伸，所述动触头在垂直于所述第一方向的第二方向上运动；多块灭弧栅片，所述多块灭弧栅片邻近静触头地位于所述静触头的朝向动触头的一侧，所述多块灭弧栅片互相平行地间隔排列，并且第一方向穿过所述多块灭弧栅片的延伸面；第一永磁体，位于所述静触头的远离所述动触头的一侧，第一永磁体呈板状并且在垂直于第二方向的平面上延伸，所述第一永磁体的N极与S极布置在所述第一永磁体的第三方向上的两端，所述第三方向垂直于所述第一方向和所述第二方向；第二永磁体和第三永磁体，位于所述静触头的朝向所述动触头的一侧，所述第二永磁体和所述第三永磁体分别位于所述动触头两侧，且分别在垂直于第三方向的平面上延伸并且彼此在所述第三方向上相对，并且所述第二永磁体和所述第三永磁体布置为所述第二永磁体的S极与所述第三永磁体的N极相对。

其中，所述第一永磁体的S极与所述第二永磁体在第三方向上位于所述动触头的同侧，所述第一永磁体的N极与所述第三永磁体在第三方向上位于所述动触头的同侧，以使得所述电弧被推向并穿过所述多块灭弧栅片的延伸面。

根据本公开的一个实施方案，所述多块灭弧栅片垂直于所述第一方向排列。

根据本公开的一个实施方案，所述多块灭弧栅片少于17片。

根据本公开的一个实施方案，所述多块灭弧栅片相比所述静触头更加邻近所述动触头的最大断开位置。

根据本公开的一个实施方案，并且所述第一永磁体在第三方向上的宽度大于所述静触头在第三方向上的宽度。

根据本公开的一个实施方案，所述第二永磁体与所述第三永磁体结构相同且在第三方向上投影重合。

根据本公开的一个实施方案，所述第二永磁体与所述第三永磁体为长方体薄片形状，所述第二永磁体与所述第三永磁体的最长边相对于所述第一方向具有介于20°到70°之间的夹角。

根据本公开的一个实施方案，所述多块灭弧栅片的几何中心以及所述第二永磁体和所述第三永磁体的几何中心在所述第二方向上比所述动触头的最大断开位置离所述静触头更远。

根据本公开的一个实施方案，所述第一永磁体、第二永磁体和第三永磁体中的至少一个还包括永磁体盖。

本公开该包括一种接触器，包括至少一个上述权利要求中任一项所述的分断单元。

附图说明

图1示出根据本公开的一实施例的分断单元的部分的立体示意图；

图2示出从第一视角观察的图1的分断单元的部分的平面示意图；

图3示出从第二视角观察的图1的分断单元的部分的平面示意图；

图4示出根据本公开的实施例的由第一永磁体、第二永磁体以及第三永磁体产生的磁场在图3中的分布的模拟仿真示意图。

附图标记

1静触头，2动触头，21动触头支架，3灭弧栅片，51第一永磁体，52第二永磁体，53第三永磁体，

I电弧电流的方向，

N：N极，

S：S极

具体实施方式

为了使得本公开的技术方案的目的、方案和优点更加清楚，下文中将结合本公开的具体实施例的附图，对本公开实施例的技术方案进行清楚、完整的描述。除非另有说明，否则本文所使用的术语具有本领域通常的含义。附图中相同的附图标记代表相同的部件。

在本公开的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本公开中的具体含义。

为了便于说明，在本公开中指定第一方向、第二方向与第三方向，并贯穿全文，需要说明的是，这三个方向仅用于说明结构或元件的相对位置关系，而并非绝对的方向。除非有特殊说明，在本公开中，第一方向D1指定为动触头2从动触头支架4所延伸的方向，如图2所示；第二方向D2指定为动触头2运动的方向，如图1和图2所示，第三方向D3指定为垂直于第一方向D1和第二方向D2的方向，如图2所示。

根据本公开的分断单元以及接触器用于对直流电路进行分断，并且其内部结构与直流电路的电流方向有关。因此，本说明针对直流电流从动触头2流向静触头1的情况进行示例性描述，如图2与图3中箭头I所示，根据本公开的技术人员将理解，当直流电流从动触头2流向静触头1时，根据本公开的分断单元中的永磁体的布置应该完全相反。

图1示出根据本公开的一实施例的分断单元的部分的立体示意图；图2示出从第一视角观察的图1的分断单元的部分的平面示意图；图3示出从第二视角观察的图1的分断单元的部分的平面示意图。结合图1和图2可看到，分断单元包括静触头1以及动触头2，静触头1静止地安装在分断单元中，动触头2从动触头支架4在第一方向D1上延伸，使得动触头2可以在动触头支架4上在垂直于第一方向D2的第二方向D2上运动，以朝向和/或原理静触头1运动，从而实现所连电路的导通或断开。

根据本公开的分断单元还包括多块灭弧栅片3，多块灭弧栅片3互相平行地间隔排列，诸如不与第一方向平行地排列，使得第一方向穿过灭弧栅片3的延伸面，延伸面在本公开中指的是灭弧栅片的最大表面。优选地，多块灭弧栅片3垂直于第一方向的平行排列，有利于进一步将电弧拉长，加快息弧。在分断单元进行分断操作时，在动触头2和静触头1的分断过程中在二者之间会产生电弧，电弧可能导致电路的延迟开断、烧损触头，甚至引起电路中的负载设备燃烧或爆炸。灭弧栅片3能够在分开动触头21与静触头22后将进入其中的电弧分割成多段小的电弧，从而达到灭弧的目的，并起到一定冷却作用。

优选地，多块灭弧栅片3可如图2所示地交错布置，有利于减小电弧穿过多块灭弧栅片3的阻力，增加灭弧栅片3的灭弧效果。

而通过灭弧栅片3进行灭弧需要使得电弧进入灭弧栅片3中，通常现有技术中，通过电流产生的感应磁场能够使电弧在电磁力的作用下向灭弧栅片移动，然而由于电流产生的感应磁场一直处于动态变化中并且给电弧的电磁力较小，不利于将电弧推向灭弧栅片3，不利于进行灭弧。

根据本公开的实施例，在分断单元中添加永磁体，以形成稳定的磁场，并对电弧施加更大的电磁力，将极大的加强分断单元的灭弧能力。

如图1和图2所示，在分断单元中设置第一永磁体51，其可在第二方向D2上位于静触头1的远离动触头2的一侧。第一永磁体51可呈板状并且在垂直于第二方向D2的平面上延伸，第一永磁体51的N极与S极布置在第一永磁体51的第三方向D3上的两端(如图3所示)。如图3所示，第一永磁体可在第一方向D1上相对于静触头2居中对齐地布置。优选地，第一永磁体51在第三方向D3上的宽度大于静触头1在第三方向D3上的宽度，使得所形成磁场在静触头1和动触头2之间的二者正对区域范围内分布更加均匀，有利于将电弧在第一方向D1上朝向灭弧栅片3推动。

第二永磁体52和第三永磁体53，位于静触头1的朝向动触头2的一侧，第二永磁体52和第三永磁体53分别位于动触头2两侧，且分别在垂直于第三方向D3的平面上延伸并且彼此在第三方向上相对，如图1至图3所示。第二永磁体52和第三永磁体53布置为第二永磁体52的S极与第三永磁体53的N极相对，如图3所示。第二永磁体52与第三永磁体53可结构相同且在第三方向上投影重合，以增大二者间所产生的磁场且使得磁场更加均匀，有利于稳定地推动电弧。

如图3所示，第二永磁体52与第三永磁体53均为长方体薄片形状，优选地，二者形状完全相同，第二永磁体52与第三永磁体53的最长边相对于第一方向D1具有介于20°到70°之间的夹角。第二永磁体52与第三永磁体53相对第一方向D1的倾斜布置经过模拟仿真以及实验室对照试验证明，具有比相对第一方向D1竖直或水平布置更好地推动电弧的效果以及灭弧效果。

如图3所示，第一永磁体51的S极与第二永磁体52在第三方向上位于动触头2的同侧，第一永磁体51的N极与第三永磁体53在第三方向上位于动触头的同侧，以形成合磁场，该合磁场在图4中示意性地示出。第一永磁体51、第二永磁体52以及第三永磁体53的上述布置符合洛伦兹力的定则，使得在该特定的情况下，即电流方向是从动触头2流向静触头1的情况下，如箭头I所示，具体地，在图3所对应的第二视角下，第二永磁体52位于动触头2的左侧，第三永磁体位于动触头2的右侧，第一永磁体的S极位于左端并且N极位于右端，所形成的磁场能使得动触头2和静触头1之间的电弧被推向并穿过多块灭弧栅片3的延伸面，以实现灭弧目的。

此外，多块灭弧栅片3可相比静触头1更加邻近动触头2的最大断开位置，该布置同样符合洛伦兹力的定则，在上述的电流流向情况下，多块灭弧栅片3正对于电弧所受磁场力所指的方向，进一步有利于电弧进入多块灭弧栅片3。

进一步地，多块灭弧栅片3的几何中心以及第二永磁体52和第三永磁体53的几何中心在第二方向D2上比动触头2的最大断开位置离静触头1更远，如图2所示。使得电弧运动速度加快，并将电弧进一步拉长，增加灭弧效果。

根据本公开的分断单元，增加永磁体所形成的稳定的磁场能够增大电弧的运动速度，从而增加弧柱的电场强度，使得电弧熄灭的速度加快，因此可以减少所需的灭弧栅片的数量。具体地，可将根据本公开的灭弧栅片的数量可减小为小于17。灭弧栅片的数量减小将使得能够将分断单元的体积显著减小，有利于减小整个接触器的体积。

第一永磁体51、第二永磁体52与第三永磁体53中的一个或多个还可具有永磁体盖，以减轻或隔绝电弧产生的高温对它们的影响，避免第一永磁体51、第二永磁体52与第三永磁体53被消磁的情况，增强分断单元的使用寿命和性能稳定性。

应当理解，以上描述旨在说明而非限制。例如，上述实施例(和/或其方面)可以彼此组合使用。另外，在不脱离本公开的范围的情况下，可以进行许多修改以使特定情况或材料适应本公开的教导。本文描述的各种元件或模块的功能或性能仅用于说明并且决不是限制性的，而仅仅是示例性实施例。在阅读以上描述后，在权利要求的精神和范围内的许多其他实施例和修改对于本领域技术人员将是显而易见的。因此，本公开的范围应该参考所附权利要求以及这些权利要求所赋予的等同物的全部范围来确定。

在所附权利要求中，术语“包括”和“其中”被用作相应术语“包含”和“在其中”的简单英语等同词。此外，在以下权利要求中，术语“第一”、“第二”和“第三”等仅用作标记，并不打算对其对象施加数值要求。

Claims (10)

1.一种分断单元，用于直流电路，其特征在于，包括

静触头，静止地安装在分断单元中，

动触头，从动触头支架在第一方向上延伸，所述动触头在垂直于所述第一方向的第二方向上运动，

多块灭弧栅片，所述多块灭弧栅片邻近静触头地位于所述静触头的朝向动触头的一侧，所述多块灭弧栅片互相平行地间隔排列，并且第一方向穿过所述多块灭弧栅片的延伸面，

第一永磁体，位于所述静触头的远离所述动触头的一侧，第一永磁体呈板状并且在垂直于第二方向的平面上延伸，所述第一永磁体的N极与S极布置在所述第一永磁体的第三方向上的两端，所述第三方向垂直于所述第一方向和所述第二方向，

第二永磁体和第三永磁体，位于所述静触头的朝向所述动触头的一侧，所述第二永磁体和所述第三永磁体分别位于所述动触头两侧，且分别在垂直于第三方向的平面上延伸并且彼此在所述第三方向上相对，并且所述第二永磁体和所述第三永磁体布置为所述第二永磁体的S极与所述第三永磁体的N极相对，

其中，所述第一永磁体的S极与所述第二永磁体在第三方向上位于所述动触头的同侧，所述第一永磁体的N极与所述第三永磁体在第三方向上位于所述动触头的同侧，以使得在分断单元进行分断操作时产生的电弧被推向并穿过所述多块灭弧栅片的延伸面。

2.根据权利要求1所述的分断单元，其特征在于，

所述多块灭弧栅片垂直于所述第一方向排列。

3.根据权利要求1所述的分断单元，其特征在于，

所述多块灭弧栅片少于17片。

4.根据权利要求1所述的分断单元，其特征在于，

所述多块灭弧栅片相比所述静触头更加邻近所述动触头的最大断开位置。

5.根据权利要求1所述的分断单元，其特征在于，

并且所述第一永磁体在第三方向上的宽度大于所述静触头在第三方向上的宽度。

6.根据权利要求1所述的分断单元，其特征在于，

所述第二永磁体与所述第三永磁体结构相同且在第三方向上投影重合。

7.根据权利要求6所述的分断单元，其特征在于，

所述第二永磁体与所述第三永磁体为长方体薄片形状，所述第二永磁体与所述第三永磁体的最长边相对于所述第一方向具有介于20°到70°之间的夹角。

8.根据权利要求6所述的分断单元，其特征在于，

所述多块灭弧栅片的几何中心以及所述第二永磁体和所述第三永磁体的几何中心在所述第二方向上比所述动触头的最大断开位置离所述静触头更远。

9.根据前述权利要求中任一项所述的分断单元，其特征在于，

所述第一永磁体、第二永磁体和第三永磁体中的至少一个还包括永磁体盖。

10.一种接触器，其特征在于，包括至少一个上述权利要求中任一项所述的分断单元。